專利名稱：全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是涉及通信網(wǎng)內(nèi)電源維護(hù)設(shè)備，特別是涉及一種全在線蓄電池組充放 電測(cè)試設(shè)備。
背景技術(shù)：
通信行業(yè)現(xiàn)有無線基站電源后備蓄電池維護(hù)管理，因無線基站數(shù)量多規(guī)模大、維 護(hù)工作勞動(dòng)強(qiáng)度高、成本高、風(fēng)險(xiǎn)大、維護(hù)工作任務(wù)繁重，以及浪費(fèi)能源問題，致使大部分的 電池容量放電測(cè)試維護(hù)工作未能落實(shí)到位，導(dǎo)致對(duì)無線通信基站后備蓄電池組的實(shí)際容量 不了解，應(yīng)急保障供電時(shí)長(zhǎng)不清楚，常因市電中斷不能有效地進(jìn)行應(yīng)急發(fā)電調(diào)度管理，往往 導(dǎo)致無線基站通信中斷事故的發(fā)生，蓄電池被提前報(bào)廢，這些問題一直困擾著整個(gè)通信行 業(yè)電源維護(hù)管理工作者和具體維護(hù)工作人員。為實(shí)現(xiàn)無線通信基站電源后備蓄電池組全在線無人值守智能化監(jiān)控管理，由遠(yuǎn)程 監(jiān)控自動(dòng)完成在線蓄電池充放電的容量測(cè)試，及時(shí)掌控現(xiàn)網(wǎng)所有在線電池組容量及保障供 電時(shí)長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，降低維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少維護(hù)成本開支、提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量和整體維 護(hù)工作效率，提升網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)營(yíng)的綜合維護(hù)管理水平，采取科學(xué)有效的維護(hù)管理技術(shù)，延長(zhǎng) 蓄電池組使用壽命，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)在線蓄電池組充放電容量自動(dòng)檢測(cè)及系統(tǒng)自動(dòng)維護(hù)管理。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的主要的技術(shù)問題，在于提供一種可在全在線綜合型蓄電池組 設(shè)備系統(tǒng)中使用的的全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備，同時(shí)該全在線蓄電池組充放電測(cè)試 設(shè)備可以作為蓄電池組在線充電與放電的維護(hù)測(cè)試。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備，其特征在于 包括一 DC-DC主機(jī)工作電源，一控制單元，一正負(fù)極性轉(zhuǎn)換開關(guān)、第二安全保護(hù)電路，相互 并接的一安全保護(hù)電路、一自動(dòng)限流充電和等電位連接安全控制電路、一 DC-DC變換器，以 及相互串接的一恒流放電負(fù)載智能控制電路和一放電負(fù)載電路，所述正負(fù)極性轉(zhuǎn)換開關(guān)輸 入并接于安全保護(hù)電路、自動(dòng)限流充電和等電位連接安全控制電路、DC-DC變換器，輸出并 接第二安全保護(hù)電路；所述控制單元再進(jìn)一步包括一 MCU單元、以及均與該MCU單元連接的 一電流/電壓數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換控制電路、蓄電池組單體電壓檢測(cè)設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、遠(yuǎn)程通 信電路、LCD顯示和鍵盤輸入；所述設(shè)備中DC-DC主機(jī)工作電源的輸出與所述恒流放電負(fù)載 智能控制電路、DC-DC變換器、控制單元連接；所述DC-DC變換器分別與所述電流/電壓數(shù) 據(jù)采集及轉(zhuǎn)換控制電路及MCU單元連接；MCU單元還分別與所述恒流放電負(fù)載智能控制電 路、自動(dòng)限流充電和等電位連接安全控制電路連接；被測(cè)蓄電池組并聯(lián)DC-DC變換器，以及 恒流放電負(fù)載智能控制電路、DC-DC主機(jī)工作電源的輸入，提供主機(jī)正常工作電源。較佳的，上述技術(shù)方案還包括一電源正反向極性工作保護(hù)電路，該電源正反向極 性工作保護(hù)電路的輸出分別與所述恒流放電負(fù)載智能控制電路，以及相互并聯(lián)的DC-DC變 換器、DC-DC主機(jī)工作電源連接?；蛘呤撬鯠C-DC變換器、DC-DC主機(jī)工作電源、所述恒流放電負(fù)載智能控制電路均具有正反向極性電源工作的特點(diǎn)。較佳的，上述技術(shù)方案還包括一 AC/DC開關(guān)電源，所述主機(jī)工作電源為DC-DC電 源，該AC/DC開關(guān)電源的輸入和輸出分別連接所述主機(jī)工作電源和市電。較佳的，上述技術(shù)方案還包括一電流檢測(cè)電路，該電流檢測(cè)電路可為一個(gè)傳感器， 所述電流檢測(cè)電路在該設(shè)備中耦合監(jiān)測(cè)所述被測(cè)蓄電池組的充放電工作電源的一個(gè)輸入 端，為全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備檢測(cè)在線被測(cè)蓄電池組的充電、放電電流。較佳的，所述安全保護(hù)電路為一大功率二極管，其兩端串行連接于通信蓄電池組 與通信電源系統(tǒng)設(shè)備的直流配電屏之間，保證蓄電池組始終處于安全在線工作狀態(tài)，不影 響對(duì)通信系統(tǒng)設(shè)備的正常安全供電。所述第二安全保護(hù)電路包括一大功率雙向電源靜態(tài)開關(guān)管、一直流接觸器以及一 用于控制和保護(hù)該大功率雙向電源靜態(tài)開關(guān)管和直流接觸器工作的自動(dòng)控制保護(hù)電路，且 所述大功率雙向電源靜態(tài)開關(guān)管和直流接觸器并聯(lián)連接。該第二安全保護(hù)電路保證被測(cè)蓄 電池組充電或放電測(cè)試過程中均能能實(shí)時(shí)在線不間斷安全供電。同時(shí)也是完成充放電轉(zhuǎn)換 控制和完成等電位連接的主要電路之一。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1、該全在線蓄電池組測(cè)試設(shè)備的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，以在線通信后備蓄電池組兩端的電 壓為測(cè)試設(shè)備的輸入工作電源，滿足蓄電池充放電特性、相關(guān)通信電源運(yùn)行維護(hù)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn) 及蓄電池組維護(hù)測(cè)試要采放電檢測(cè)全在線式并維護(hù)了在線通信蓄電池組的充、放電安全節(jié) 能。2、該全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，具有在線蓄電池組對(duì)通 信設(shè)備負(fù)荷安全節(jié)能放電功能，以及在線智能負(fù)載恒流放電功能。同時(shí)滿足在線各種不同 通信設(shè)備負(fù)荷電流的情況下，均能實(shí)現(xiàn)在線蓄電池組的恒流放電容量測(cè)試。適用于現(xiàn)網(wǎng)不 同的各種通信設(shè)備負(fù)荷供電電源后備蓄電池組進(jìn)行在線恒流放電測(cè)試。3、該全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，不僅具備在線蓄電池組 恒流放電測(cè)試功能，同時(shí)還具有對(duì)在線蓄電池組的恒流充電和穩(wěn)壓限流充電維護(hù)功能。4、全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備同時(shí)具備在線通信設(shè)備節(jié)能放電和在線負(fù)載 放電功能，以及正負(fù)電源極性轉(zhuǎn)換控制在線充放電測(cè)試功能，綜合性強(qiáng)，使用范圍廣泛。5、全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備，滿足在線不同正負(fù)電源的通信蓄電池組在線 恒流充放電測(cè)試，智能化程度高，功能強(qiáng)，使用靈活安全。6、通過無縫連接技術(shù)，與被測(cè)試的電池組進(jìn)行串接，保證被測(cè)的蓄電池組始終處 于安全在線狀態(tài)，不影響對(duì)通信系統(tǒng)設(shè)備的正常安全供電，實(shí)現(xiàn)被測(cè)的蓄電池組以測(cè)試設(shè) 備設(shè)定的放電參數(shù)在線對(duì)實(shí)際負(fù)荷放電和在線智能負(fù)載放電。7、當(dāng)在線通信設(shè)備實(shí)際負(fù)荷，滿足被測(cè)蓄電池組恒流放電時(shí)，該設(shè)備系統(tǒng)自動(dòng)關(guān) 閉在線智能負(fù)載放電；當(dāng)在線通信設(shè)備實(shí)際負(fù)荷不滿足被測(cè)蓄電池組恒流放電時(shí)，該設(shè)備 系統(tǒng)將自動(dòng)控制在線智能負(fù)載恒流放電，實(shí)現(xiàn)被測(cè)蓄電池組在線恒流放電容量測(cè)試目的。8、完成放電容量測(cè)試之后，由在線整流器輸出工作電源通過該測(cè)試設(shè)備自動(dòng)控制 進(jìn)行在線限流充電、恒流充電和穩(wěn)壓限流充電，以及完成在線等電位安全連接，自動(dòng)將被測(cè) 蓄電池組恢復(fù)到原在線正常安全工作狀態(tài)。9、與傳統(tǒng)使用智能化假負(fù)載進(jìn)行離線測(cè)試對(duì)比，有效地解決了離線放電操作、供電及恢復(fù)在線全過程維護(hù)測(cè)試安全隱患問題，具有節(jié)能、操作簡(jiǎn)便安全、在線供電安全、測(cè) 試結(jié)束自動(dòng)進(jìn)行在線充電及恢復(fù)等電位連接等優(yōu)點(diǎn)。10、與先進(jìn)的在線“蓄電池組放電測(cè)試設(shè)備”對(duì)比，并具有蓄電池組在線安全節(jié)能 放電測(cè)試功能與在線恒流智能負(fù)載放電測(cè)試功能，滿足現(xiàn)網(wǎng)各種不同的通信設(shè)備負(fù)荷的蓄 電池組恒流放電測(cè)試，更加實(shí)用，并具備在線安全節(jié)能充放電維護(hù)測(cè)試功能。11、單體電池在線檢測(cè)和告警保護(hù)功能，在“設(shè)備”電路設(shè)計(jì)中采用單體無線電壓 測(cè)試管理系統(tǒng)或單體有線電壓測(cè)試管理系統(tǒng)，維護(hù)檢測(cè)操作簡(jiǎn)便，提高系統(tǒng)維護(hù)工作安全。12、該全在線蓄電池組充放測(cè)試設(shè)備系統(tǒng)的輸出具有穩(wěn)壓限流、穩(wěn)流限壓控制保 護(hù)功能，以及輸出過電流、過電壓保護(hù)及過壓關(guān)機(jī)保護(hù)功能，具備通信后備電池組在線放電 容量檢測(cè)和安全供電保護(hù)特點(diǎn)。13、該全在線蓄電池組測(cè)試設(shè)備系統(tǒng)具備維護(hù)操作、參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)單，智能化程度 高，保護(hù)功能強(qiáng)等特點(diǎn)，該全在線式電池組放電測(cè)試系統(tǒng)操作界面友好，依照系統(tǒng)提示操 作，即可完成通信在線電池組容量檢測(cè)，并自動(dòng)保存數(shù)據(jù)，以便維護(hù)分析與管理；14、該全在線式電池組放電測(cè)試系統(tǒng)MCU單元的控制系統(tǒng)設(shè)置一路交流備份電 源，以便適時(shí)查閱、讀取、拷貝測(cè)試數(shù)據(jù)，以及歷史事件記錄；15、該全在線式電池組放電測(cè)試系統(tǒng)的MCU單元的控制系統(tǒng)輸出，具有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù) 接口，以及USB接口和IP網(wǎng)絡(luò)接口，使用靈活方便。

下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。圖1是本實(shí)用新型全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備實(shí)施例一的原理結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本實(shí)用新型全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備實(shí)施例二的原理結(jié)構(gòu)框圖。圖3是實(shí)施例一或?qū)嵤├c-48V通信電源系統(tǒng)無縫連接操作示意圖。圖4和圖5是實(shí)施例一或?qū)嵤├c-48V通信電源系統(tǒng)的放電、充電連接原理示 意圖。圖6和圖7是實(shí)施例一或?qū)嵤├c+24V通信電源系統(tǒng)的放電、充電連接原理示 意圖。圖8是實(shí)施例一應(yīng)用于-48V通信電源系統(tǒng)時(shí)在線放電狀態(tài)下的原理結(jié)構(gòu)框圖，其 中省略控制單元部分。圖9是實(shí)施例一應(yīng)用于-48V通信電源系統(tǒng)時(shí)在線充電狀態(tài)下的原理結(jié)構(gòu)框圖，其 中省略控制單元部分。圖10是實(shí)施例二應(yīng)用于-48V通信電源系統(tǒng)時(shí)在線放電狀態(tài)下的原理結(jié)構(gòu)框圖， 其中省略控制單元部分。圖11是實(shí)施例二應(yīng)用于-48V通信電源系統(tǒng)時(shí)在線充電狀態(tài)下的原理結(jié)構(gòu)框圖， 其中省略控制單元部分。
具體實(shí)施方式本實(shí)用新型的全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備是應(yīng)用于一種全在線蓄電池組設(shè) 備系統(tǒng)，所述全在線蓄電池組設(shè)備系統(tǒng)通常還包括一被測(cè)蓄電池組和通信設(shè)備。該通信設(shè)備由該蓄電池組作為后備電源供電?，F(xiàn)舉以下2個(gè)實(shí)施例，并說明其工作原理。實(shí)施例一請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)施例的全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備，包括一 DC-DC主機(jī) 工作電源1，一控制單元2，一安全保護(hù)電路3、一自動(dòng)限流充電和等電位連接安全控制電路 4、一恒流放電負(fù)載智能控制電路5、一放電負(fù)載電路6、一 DC-DC變換器12，以及一正負(fù)極 性轉(zhuǎn)換開關(guān)11、第二安全保護(hù)電路10等各電路模塊。所述控制單元2再進(jìn)一步包括一 MCU 單元21、以及均與該MCU單元21連接的一電流/電壓數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換控制電路22、蓄電池 組單體電壓檢測(cè)設(shè)備23、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器24、遠(yuǎn)程通信電路25、IXD顯示和鍵盤輸入26。所述安全保護(hù)電路3、自動(dòng)限流充電和等電位連接安全控制電路4、DC-DC變換器 12相互并接的，所述恒流放電負(fù)載智能控制電路5和放電負(fù)載電路6相互串接。所述正負(fù)極性轉(zhuǎn)換開關(guān)11的輸入并接于安全保護(hù)電路3、自動(dòng)限流充電和等電位 連接安全控制電路4、DC-DC變換器12，輸出并接第二安全保護(hù)電路10。所述設(shè)備中DC-DC主機(jī)工作電源1的輸出與所述恒流放電負(fù)載智能控制電路5、所 述控制單元2連接；所述DC-DC變換器12分別與所述電流/電壓數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換控制電路22及MCU 單元連接；MCU單元2還分別與所述恒流放電負(fù)載智能控制電路5、自動(dòng)限流充電和等電位 連接安全控制電路4連接；被測(cè)蓄電池組并聯(lián)DC-DC變換器12，以及恒流放電負(fù)載智能控制電路5、DC_DC主 機(jī)工作電源1的輸入，提供主機(jī)正常工作電源。上述各電路模塊的功能表述如下所述DC-DC主機(jī)工作電源1 為所述恒流放電負(fù)載智能控制電路5、所述控制單元 2提供工作電源；所述控制單元2 本電路模塊以MCU單元21的系統(tǒng)程序指令為控制模式，以控制 恒流放電負(fù)載智能控制電路5、自動(dòng)限流充電和等電位連接安全控制電路4 ；所述安全保護(hù)電路3 可為一大功率二極管，其兩端經(jīng)正負(fù)極性轉(zhuǎn)換開關(guān)11串行 連接于通信蓄電池組與通信電源系統(tǒng)設(shè)備的直流配電屏之間，保證被測(cè)的蓄電池組始終處 于安全在線狀態(tài)，不影響對(duì)通信系統(tǒng)設(shè)備的正常安全供電；所述自動(dòng)限流充電和等電位連接安全控制電路4:在完成被測(cè)蓄電池組放電測(cè)試 結(jié)束后，自動(dòng)進(jìn)行在線限流充電，以及進(jìn)行等電位安全連接恢復(fù)被測(cè)蓄電池組至在線正常 工作；所述恒流放電負(fù)載智能控制電路5 根據(jù)放電設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)置參數(shù)，自動(dòng)完成被 測(cè)蓄電池組進(jìn)行在線假負(fù)載恒流放電的控制與測(cè)試；所述放電負(fù)載電路6 由恒流放電負(fù)載智能控制電路5控制被測(cè)蓄電池組允許通 過放電負(fù)載電流的工作電路；所述第二安全保護(hù)電路10 包括一大功率雙向電源靜態(tài)開關(guān)管、一直流接觸器以 及一用于控制和保護(hù)該大功率雙向電源靜態(tài)開關(guān)管和直流接觸器工作的自動(dòng)控制保護(hù)電 路(均未圖示)，且所述大功率雙向電源靜態(tài)開關(guān)管和直流接觸器并聯(lián)連接。該第二安全保 護(hù)電路10保證被測(cè)蓄電池組充電或放電測(cè)試過程中均能實(shí)時(shí)在線不間斷安全供電。同時(shí)也是完成充放電轉(zhuǎn)換控制和完成等電位連接的主要電路之一。所述正負(fù)極性轉(zhuǎn)換開關(guān)11 為連接正負(fù)工作電源極性的選擇轉(zhuǎn)換開關(guān)，適用于正 負(fù)不同的通信電源在線蓄電池組的充電、放電測(cè)試控制轉(zhuǎn)換。所述DC-DC變換器12 為一高頻開關(guān)電源電路，其輸出電壓、電流為連續(xù)可調(diào)，同 時(shí)具有恒流限壓、穩(wěn)壓限流，過電壓、過電流、短路等高可靠性的自動(dòng)控制保護(hù)功能。本實(shí)施例還可包括一 AC/DC開關(guān)電源7和一電流檢測(cè)電路8，該AC/DC開關(guān)電源7 的輸入和輸出分別連接所述DC-DC主機(jī)工作電源1和市電，用以將市電引入以作為主機(jī)電 源的交流輸入供電電源；所述電流檢測(cè)電路8可為一個(gè)傳感器，所述電流檢測(cè)電路8連接所 述全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備的各接線端，為全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備檢測(cè)在 線被測(cè)蓄電池組的充電、放電電流。請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D1，為了將本實(shí)施例的全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備應(yīng)用時(shí)連接方 便，將所述放電負(fù)載電路6、恒流放電負(fù)載智能控制電路5、DC_DC主機(jī)工作電源1的兩個(gè)輸 入端分別引出一電源輸出線，使之具有第一接線端子A和第二接線端子B。再將并接的電 源正負(fù)極性轉(zhuǎn)換開關(guān)11和第二安全保護(hù)電路10的輸出兩端公共點(diǎn)上，分別引出一電源輸 出線，具有兩個(gè)接線端，其中一個(gè)接線端為第三接線端子D，另一接線端在設(shè)備內(nèi)經(jīng)電流檢 測(cè)8與第二接線端子B進(jìn)行了連接，其輸出保持與在線的蓄電池組進(jìn)行串聯(lián)連接。第一接 線端子A、第二接線端子B以及第三接線端子D都同時(shí)與電流/電壓數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換控制電 路22連接。所述第一接線端子A端，連接在線工作電源的負(fù)極或正極，或連接被測(cè)蓄電池 組側(cè)接在線工作電源的負(fù)極或正極接線端；所述第二接線端子B端，連接至被測(cè)在線蓄電 池組側(cè)連接在線電源工作地的正極或負(fù)極接線端子；所述第三端子D端，為連接到通信電 源系統(tǒng)供電直流電源工作接地的正極或負(fù)極匯集排(電源工作地)。在本實(shí)施例中，可選擇地，所述DC-DC變換器12、DC_DC主機(jī)工作電源1、所述恒流 放電負(fù)載智能控制電路5均具有正反向極性電源工作的特點(diǎn)?？蓪?shí)現(xiàn)以最佳安全的操作方 式，適用于不同正、負(fù)的通信電源在線蓄電池組的充放電維護(hù)測(cè)試。無論工作電源是正極 還是負(fù)極接地，該設(shè)備進(jìn)行在線維護(hù)測(cè)試時(shí)，只需操作蓄電池組側(cè)連接的電源工作接地端， 避免了操作碰地短路的風(fēng)險(xiǎn)，并具有對(duì)在線蓄電池組恒流限壓充電及穩(wěn)壓限流充電維護(hù)功 能，維護(hù)測(cè)試使用更加靈活、安全簡(jiǎn)便。實(shí)施例二請(qǐng)參閱圖2，本實(shí)施例二與實(shí)施例一相比，二者的區(qū)別在于本實(shí)施例二的全在線 蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備還包括一電源正反向極性工作保護(hù)電路9，該電源正反向極性工 作保護(hù)電路9的輸出與所述恒流放電負(fù)載智能控制電路5和放電負(fù)載電路6串接后，再串 接至相互并聯(lián)的DC-DC變換器12、DC-DC主機(jī)工作電源1，其余結(jié)構(gòu)均與實(shí)施例一相同。說明實(shí)施例一中的分布在所述DC-DC變換器12、恒流放電負(fù)載智能控制電路5 以及DC-DC主機(jī)工作電源1的輸入電源正反向極性工作保護(hù)電路功能，而實(shí)施例二是將由 一電源正反向極性工作保護(hù)電路9的輸出供給DC-DC變換器12、恒流放電負(fù)載智能控制電 路5以及DC-DC主機(jī)工作電源1三個(gè)功能模塊。因此，上述兩個(gè)實(shí)施例具有相同的功能。輸入連接的電源正反向極性工作保護(hù)電路上引出一電源輸出線，具有第一接線端 子A，以及第二接線端子B。并接的電源正負(fù)極性轉(zhuǎn)換開關(guān)11和第二安全保護(hù)電路10的輸 出兩端公共點(diǎn)上，分別引出一電源輸出線，具有兩個(gè)接線端，其中一個(gè)接線端為第三接線端子D，另一接線端在設(shè)備內(nèi)經(jīng)電流檢測(cè)1與第二接線端子B進(jìn)行了連接，其輸出保持與在線 的蓄電池組進(jìn)行串聯(lián)連接。第一接線端子A、第二接線端子B以及第三接線端子D都同時(shí)與 電流/電壓數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換控制電路22連接。所述第一接線端子A端，連接在線工作電源 的負(fù)極或正極，或連接被測(cè)蓄電池組側(cè)接在線工作電源的負(fù)極或正極接線端；所述第二接 線端子B端，連接至被測(cè)在線蓄電池組側(cè)連接在線電源工作地的正極或負(fù)極接線端子；所 述第三端子D端，連接到通信電源系統(tǒng)供電直流電源工作接地的正極或負(fù)極匯集排(電源 工作地)。請(qǐng)主要參考圖3，下面以-48V通信電源后備蓄電池組在線放電容量測(cè)試工作原理 為例，說明上述兩個(gè)實(shí)施例的全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備的應(yīng)用工作原理。如圖3至圖7所示，現(xiàn)有通信機(jī)房常用-48V或+24V的通信電源后備蓄電池組給 通信設(shè)備進(jìn)行供電的原理框圖，一 48V或+24V整流器與一 -48V或+24VDC直流配電屏連接 后再與蓄電池組并接，對(duì)通信設(shè)備進(jìn)行后備電源的提供。使用時(shí)，將全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備通過“設(shè)備”無縫連接技術(shù)串行連接于 通信蓄電池組與通信電源系統(tǒng)設(shè)備的直流配電屏之間，保證蓄電池組始終處于安全在線工 作狀態(tài)，不影響對(duì)通信系統(tǒng)設(shè)備的正常安全供電。全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備的輸入 工作電源由被測(cè)蓄電池組電源提供。操作過程中，蓄電池組僅拆電池組正極端子(電源工 作地線)，即與整流器供電電源的正極匯集線間進(jìn)行串聯(lián)連接，操作簡(jiǎn)單安全。在線無縫連接技術(shù)的操作過程如下所述通信電源系統(tǒng)的蓄電池組設(shè)備全在線 無縫連接操作，將全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備串接在線蓄電池組的正極(電源工作地 線)，即與整流器供電電源的正極匯集線間進(jìn)行串聯(lián)連接，全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備 的接入應(yīng)遵守“先接三，后拆一”的原則，電池組放電測(cè)試設(shè)備完成測(cè)試退出服務(wù)時(shí)，應(yīng)遵守 “先接一，后拆三”的原則。再請(qǐng)參閱圖3至圖5，現(xiàn)以-48V通信電源被測(cè)蓄電池組為例，此時(shí)，上述三個(gè)實(shí)施 例的接線方法均相同，都采用“先接三，后拆一”，即為先接全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè) 備的電源輸出線Li、L2、L3，即將該測(cè)試設(shè)備的三個(gè)接線端子B、A、D分別連接至蓄電池組 正極(即電池組側(cè)連接電源工作地的接線端子)接線端子、負(fù)極接線端子或直流配電屏輸 出一分路Al和-48V通信電源供電正極匯集排GD，后拆被測(cè)蓄電池組正極接線端原電源連 接線L5，即斷開蓄電池組正極接線端子與-48V通信電源供電正極匯集排GD的連接；“先接 一，后拆三”即為被測(cè)蓄電池組完成測(cè)試，并自動(dòng)進(jìn)行限流充電到等電位自動(dòng)連接退出服 務(wù)，應(yīng)先接被測(cè)蓄電池組正極端子Cl的原電源連接線L5，后拆Cl端電源線Li、Al端電源 線L2和⑶端電源線L3。請(qǐng)參考圖6和圖7，其是以+24V通信電源后備蓄電池組為例，其采用的“先接三， 后拆一”的連接順序與-48V通信電源被測(cè)蓄電池組的相同，但極性不同，具體表現(xiàn)在所述 第一接線端子A接被測(cè)蓄電池組的正極、第二接線端子B接該被測(cè)蓄電池組的負(fù)極，第三接 線端子D接+24V通信電源系統(tǒng)供電直流電源工作接地的負(fù)極匯集排(電源工作地)，其連 接電源正負(fù)極性與-48V的相反，放電測(cè)試工作電流方向也相反，但其在線放電容量測(cè)試工 作原理相同。如圖8所示，本實(shí)用新型實(shí)施例一應(yīng)用于-48V通信電源系統(tǒng)時(shí)的在線放電原理如 下所述[0070] 選擇其中一組-48V被測(cè)蓄電池組I進(jìn)行在線容量放電測(cè)試，如圖4中所示的被 測(cè)蓄電池組I進(jìn)行在線放電容量測(cè)試，被測(cè)蓄電池組采用無縫連接不影響對(duì)通信設(shè)備的正 常供電，根據(jù)測(cè)試參數(shù)設(shè)置，以Ij^1電流進(jìn)行在線容量的恒流放電測(cè)試，當(dāng)在線通信設(shè)備 負(fù)載電流與在線工作的蓄電池組浮充電流之和(I設(shè)備+1浮充電流)大于被測(cè)蓄電池組 I進(jìn)行的恒流放電電流Ijttl時(shí)，全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備控制DC-DC變換器，以自 動(dòng)穩(wěn)流控制輸出電壓隊(duì)，提高在線工作的電SU4aiffi= UeJUci，滿足被測(cè)蓄電池組I在線對(duì) 通信設(shè)備負(fù)載恒流放電測(cè)試工作要求，自動(dòng)禁止或關(guān)閉恒流放電負(fù)載智能控制電路對(duì)放電 負(fù)載電路的供電，保持恒定電流對(duì)在線通信設(shè)備負(fù)載進(jìn)行放電Iittl = Ibim= W+Ifi5A = ID+1+IA = ImD+Iti^+lDc-Dc+Iie (IB1放電為被測(cè)蓄電池組I串接全在線蓄電池組充放電測(cè) 試設(shè)備輸入工作的總電流，即為被測(cè)蓄電池組I的放電電流；I輸入為全在線蓄電池組充放 電測(cè)試設(shè)備輸入工作電流，Ijttll為被測(cè)蓄電池組I對(duì)通信設(shè)備負(fù)載供電電流，為其他 在線工作的蓄電池組浮充工作電流，I工e為全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備控制單元提供 的工作電流，ID+1為DC-DC變換器輸出工作的電流，IA為被測(cè)蓄電池組I給DC-DC變換器 (高頻開關(guān)電源)、DC-DC主機(jī)工作電源和恒流放電負(fù)載智能控制電路與電池組放電負(fù)載電 路提供輸入電源的工作電流之和，并等于I輸人。)，此時(shí)，1恒流負(fù)載=0，Ia= 1恒流負(fù)載+Idc_dc+I 工控=IDC-DC+I工控)，在線通信設(shè)備工作電流I設(shè)備=I整流器+1放電D-i浮充，整流器或高頻開關(guān)電 源輸出電流I 小于通信設(shè)備負(fù)載工作電流I S|。在正常工作情況下，其-48V整流器或 高頻開關(guān)輸出電流為通信設(shè)備負(fù)載工作電流ISl、被測(cè)蓄電池組I放電電流IittD與 在線工作的蓄電池組浮充電流之和。放電過程，被測(cè)蓄電池組I的電壓隨著放電電流 和時(shí)間的延長(zhǎng)，電池組電壓也隨之下降，通過全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備自動(dòng)穩(wěn)流控 制調(diào)整輸出電壓U0,提升在線工作電壓，使之保持被測(cè)蓄電池組I以恒定的電流進(jìn)行容量放 電測(cè)試；當(dāng)在線通信設(shè)備負(fù)載電流與在線工作的蓄電池組浮充電流之和(I設(shè)備+1浮充電 流)小于被測(cè)蓄電池組I進(jìn)行的恒流放電電流I放電1時(shí)，全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備 系統(tǒng)優(yōu)先自動(dòng)控制DC-DC變換器，以自動(dòng)穩(wěn)流限壓控制輸出電壓隊(duì)，提高在線輸出穩(wěn)定的電 壓U4aiffi= U^msJUci，滿足被測(cè)蓄電池組I在線優(yōu)先對(duì)通信設(shè)備負(fù)載進(jìn)行恒流供電，同時(shí) 根據(jù)實(shí)際在線通信設(shè)備負(fù)載限壓穩(wěn)流數(shù)值，自動(dòng)開啟輔助恒流放電負(fù)載智能控制電路，使 被測(cè)蓄電池組I電源經(jīng)電源正反向極性工作保護(hù)電路和恒流放電負(fù)載智能控制電路向放 電負(fù)載電路供電，并自動(dòng)控制調(diào)節(jié)放電負(fù)載電路的工作電流，使被測(cè)蓄電池組I在線恒流 放電。此時(shí)，被測(cè)蓄電池組I對(duì)在線通信設(shè)備負(fù)載和全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備的控 制輔助恒流放電負(fù)載進(jìn)行放電I放電丄=Ibi放電=ID+1+I輸入=ID+1+IA = I放電d+I恒流負(fù)載+IDC-DC+I 工e，在線通信設(shè)備工作電流IIjMD-Iff^此時(shí)，正常工作的整流器或高頻開關(guān)電源輸 出電流I 器小于通信設(shè)備負(fù)載工作電流I設(shè)備和被測(cè)蓄電池組I放電電流I放電丨，且無電流 輸出。在正常工作情況下，其-48V整流器或高頻開關(guān)輸出電流I 為通信設(shè)備負(fù)載工作 電流Iilg^被測(cè)蓄電池組I放電電流Ijmd與其他在線蓄電池組浮充電流之和。放電 過程，被測(cè)蓄電池組I的電壓隨著放電電流和時(shí)間的延長(zhǎng)，電池組電壓也隨之下降，通過全 在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備自動(dòng)穩(wěn)流控制調(diào)整輸出電壓U0，提升在線工作電壓，總之保 持被測(cè)蓄電池組I以恒定的電流進(jìn)行放電容量測(cè)試。進(jìn)行放電測(cè)試的全在線蓄電池組充放 電測(cè)試設(shè)備的保護(hù)功能具有設(shè)備在線電壓限壓保護(hù)、過壓保護(hù)，被測(cè)蓄電池組放電低壓保 護(hù)、單體電池放電終止低壓保護(hù)，以及電池放電工作限流和過流保護(hù)。具體參數(shù)設(shè)置，用戶可根據(jù)實(shí)際測(cè)試需求進(jìn)行設(shè)定，為避免用戶參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤問題，全在線蓄電池組充放電測(cè) 試設(shè)備系統(tǒng)具有參數(shù)上限值設(shè)置安全保護(hù)功能，以保證全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備系 統(tǒng)運(yùn)行使用安全。在線放電結(jié)束后，自動(dòng)充電到等電位恢復(fù)在線工作連接原理如圖9所示被測(cè)蓄電池組I在線放電測(cè)試結(jié)束時(shí)，全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備系統(tǒng)自動(dòng) 控制DC-DC變換器、恒流放電負(fù)載智能控制電路和放電負(fù)載電路處于關(guān)閉狀態(tài)(此時(shí)，被測(cè) 蓄電池組電壓Uei低于在線工作電源的電壓U在線電壓，IDC_DC工作電流趨于0。)， 同時(shí)該設(shè)備系統(tǒng)自動(dòng)控制自動(dòng)限流充電和等電位連接安全控制電路進(jìn)入充電恢復(fù)過程。初 始該限流充電過程的原理與全在線蓄電池組放電測(cè)試設(shè)備放電結(jié)束后的限流充電過程相 同，基本處于恒流充電狀態(tài)。當(dāng)在線工作電壓U、充電電流，不能滿足被測(cè)的蓄電池組 正常充電要求時(shí)，全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備根據(jù)系統(tǒng)檢測(cè)自動(dòng)控制第二安全保護(hù)電 路和正負(fù)極性轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出，以及DC-DC變換器的輸出，使被測(cè)蓄電池組變限流充電狀態(tài) 為穩(wěn)壓限流充電狀態(tài)，并關(guān)閉自動(dòng)限流充電和等電位連接安全控制電路中的自動(dòng)限流充電 電路，自動(dòng)控制DC-DC變換器的輸出與在線電壓串聯(lián)提升被測(cè)蓄電池組的充電電壓Uei = U 在線電壓+Uo，并進(jìn)行穩(wěn)流限壓和穩(wěn)壓限流充電。此時(shí)，-48V整流器或開關(guān)電源輸出電流I
=I設(shè)備+1充電D+I浮充，被測(cè)蓄電池組I充電電流Ibi充電=I充電D-I輸入=I充電D_(IDC_DC+I工控)。隨
著穩(wěn)流充電時(shí)間的延長(zhǎng)，被測(cè)蓄電池組I電壓也隨之升高，當(dāng)被測(cè)蓄電池組I電壓達(dá)到設(shè)置 充電限壓值時(shí)，全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備系統(tǒng)自動(dòng)控制DC-DC變換器的輸出并進(jìn)行 穩(wěn)壓限流充電，同時(shí)由該設(shè)備系統(tǒng)通過監(jiān)測(cè)電池充電電流、電壓、容量等進(jìn)行智能診斷是否 完成電池充電；當(dāng)完成電池充電時(shí)，該設(shè)備系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)閉DC-DC變換器的輸出結(jié)束充電， 同時(shí)由第二安全保護(hù)電路完成在線供電及等電位安全連接，進(jìn)而系統(tǒng)自動(dòng)完成正負(fù)極性轉(zhuǎn) 換開關(guān)的切換，保持在線供電及等電位安全連接狀態(tài)，恢復(fù)在線工作全過程。系統(tǒng)工作結(jié) 束ο如前所述的放電工作過程中，被測(cè)蓄電池組I在線安全供電由安全保護(hù)電路3和 第二安全保護(hù)電路10雙重供電安全保護(hù)；而在充電過程中，若市電發(fā)生中斷或整流器(高 頻開關(guān)電源設(shè)備)故障，導(dǎo)致其他在線蓄電池組放電至在線低壓的現(xiàn)象，由此第二安全保 護(hù)電路10中的大功率雙向電源靜態(tài)開關(guān)管正向?qū)ㄟB接于在線工作電源，以及進(jìn)行等電 位安全連接保護(hù)，同時(shí)自動(dòng)關(guān)閉DC-DC變換器12的輸出，保證被測(cè)蓄電池組I充電或放電 測(cè)試過程中均能實(shí)時(shí)在線不間斷安全供電。說明實(shí)施例一應(yīng)用于+24V通信電源系統(tǒng)時(shí)，其在線放電及充電狀態(tài)下的原理可 參照實(shí)施例一應(yīng)用于-48V通信電源系統(tǒng)時(shí)的情形。二者的區(qū)別在于放電和充電測(cè)試工作 電流方向相反。再如圖10和圖11所示，是實(shí)施例二應(yīng)用于-48V通信電源系統(tǒng)時(shí)在線放電和充電 狀態(tài)下的原理結(jié)構(gòu)框圖，該實(shí)施例二應(yīng)用于-48V通信電源系統(tǒng)時(shí)的情形，可參照實(shí)施例一 應(yīng)用于-48V通信電源系統(tǒng)時(shí)的情形，二者基本相同，此處不再贅述。綜上所述，全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備均適用于正負(fù)通信工作電源設(shè)備的蓄 電池組充放電維護(hù)測(cè)試，其通過被測(cè)蓄電池組連接全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備的第一 接線端子A (蓄電池組在線工作電源端負(fù)極或正極)和第二接線端子B (原蓄電池組在線工 作電源接地端正極或負(fù)極)兩輸入端子作為電池組在線充放電測(cè)試設(shè)備的工作電源。其第三接線端子D(在線電源工作接地端正極或負(fù)極)作為輸出端子串接在被測(cè)蓄電池組與在 線通信設(shè)備工作電源之間連接于通信電源設(shè)備系統(tǒng)直流配電屏的正極或負(fù)極工作地匯集 排GD (即接電源工作地)。根據(jù)全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備MCU單元的菜單選擇、功能 及參數(shù)設(shè)置，系統(tǒng)自動(dòng)控制正負(fù)極性轉(zhuǎn)換開關(guān)及改變其輸出電壓(即第二和第三接線端子 B、D兩端電壓)，與被測(cè)蓄電池組的串聯(lián)方式，變充電為放電及變放電為充電的功能轉(zhuǎn)換， 從而實(shí)現(xiàn)電池組全在線蓄電池組充放電測(cè)試目的。
權(quán)利要求一種全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備，其特征在于包括一DC DC主機(jī)工作電源，一控制單元，一正負(fù)極性轉(zhuǎn)換開關(guān)、第二安全保護(hù)電路，相互并接的一安全保護(hù)電路、一自動(dòng)限流充電和等電位連接安全控制電路、一DC DC變換器，以及相互串接的一恒流放電負(fù)載智能控制電路和一放電負(fù)載電路；所述正負(fù)極性轉(zhuǎn)換開關(guān)輸入并接于安全保護(hù)電路、自動(dòng)限流充電和等電位連接安全控制電路、DC DC變換器，輸出并接第二安全保護(hù)電路；所述控制單元再進(jìn)一步包括一MCU單元、以及均與該MCU單元連接的一電流/電壓數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換控制電路、蓄電池組單體電壓檢測(cè)設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、遠(yuǎn)程通信電路、LCD顯示和鍵盤輸入；所述設(shè)備中DC DC主機(jī)工作電源的輸出與所述恒流放電負(fù)載智能控制電路、控制單元連接；所述DC DC變換器分別與所述電流/電壓數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換控制電路及MCU單元連接；MCU單元還分別與所述恒流放電負(fù)載智能控制電路、自動(dòng)限流充電和等電位連接安全控制電路、DC DC變換器、第二安全保護(hù)電路和正負(fù)極性轉(zhuǎn)換開關(guān)等電路連接；被測(cè)蓄電池組并聯(lián)DC DC變換器，以及恒流放電負(fù)載智能控制電路、DC DC主機(jī)工作電源的輸入，提供主機(jī)正常工作電源。
2.如權(quán)利要求1所述的全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備，其特征在于還包括一電源 正反向極性工作保護(hù)電路，該電源正反向極性工作保護(hù)電路的輸出分別與所述恒流放電負(fù) 載智能控制電路，以及相互并聯(lián)的DC-DC變換器、DC-DC主機(jī)工作電源連接。
3.如權(quán)利要求1所述的全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備，其特征在于所述DC-DC變 換器、DC-DC主機(jī)工作電源、所述恒流放電負(fù)載智能控制電路均具有正反向極性電源工作的 特點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備，其特征在于還包括一 AC/DC開關(guān)電源，所述主機(jī)工作電源為DC-DC電源，該AC/DC開關(guān)電源的輸入和輸出分別連 接所述主機(jī)工作電源和市電。
5.如權(quán)利要求3所述的全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備，其特征在于還包括一電流 檢測(cè)電路，所述電流檢測(cè)電路在該設(shè)備中耦合監(jiān)測(cè)所述被測(cè)蓄電池組的充放電工作電源的 一個(gè)輸入端。
6.如權(quán)利要求5所述的全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備，其特征在于所述電流檢測(cè) 電路為一個(gè)傳感器。
7.如權(quán)利要求1所述的全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備，其特征在于所述安全保護(hù) 電路為一大功率二極管。
8.如權(quán)利要求1所述的全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備，其特征在于所述第二安全 保護(hù)電路包括一大功率雙向電源靜態(tài)開關(guān)管、一直流接觸器以及一用于控制和保護(hù)該大功 率雙向電源靜態(tài)開關(guān)管和直流接觸器工作的自動(dòng)控制保護(hù)電路，且所述大功率雙向電源靜 態(tài)開關(guān)管和直流接觸器并聯(lián)連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種全在線蓄電池組充放電測(cè)試設(shè)備，包括一DC-DC主機(jī)工作電源，一控制單元，一正負(fù)極性轉(zhuǎn)換開關(guān)、第二安全保護(hù)電路，相互并接的一安全保護(hù)電路、一自動(dòng)限流充電和等電位連接安全控制電路、一DC-DC變換器，以及相互串接的一恒流放電負(fù)載智能控制電路和一放電負(fù)載電路。該設(shè)備實(shí)現(xiàn)以最佳安全的操作方式，適用于不同正、負(fù)的通信電源在線蓄電池組的充電、放電維護(hù)測(cè)試。無論工作電源是正極還是負(fù)極接地，該設(shè)備進(jìn)行在線維護(hù)測(cè)試時(shí)，只需操作蓄電池組側(cè)連接的電源工作接地端，避免了操作碰地短路的風(fēng)險(xiǎn)，并具有對(duì)在線蓄電池組恒流限壓及穩(wěn)壓限流充、放電維護(hù)功能，維護(hù)測(cè)試使用更加靈活、安全簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)G01R31/36GK201656535SQ20102017592
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者林明星, 石衛(wèi)濤 申請(qǐng)人:福州福光電子有限公司;石衛(wèi)濤